KR101642927B1 - 천공기 원격 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공기 원격 관리 시스템에 관한 것으로서, 본체에 지지되는 리더와, 리더의 길이방향을 따라 이동하는 헤드부와, 헤드부에 결합되어 헤드부에 의해 이동하며 천공대상 지역을 천공하는 로드와, 헤드부에 설치되어 로드를 회전시키는 제1유압모터와, 유압모터를 포함한 구동요소를 구동하는 엔진구동부를 구비하는 천공기와, 제1유압모터에 의해 회전되는 로드의 회전수와 회전토크 중 적어도 하나의 정보를 포함한 센싱 정보를 검출하는 센서부와, 센서부에서 검출된 센싱 정보를 수집하고, 수집된 센싱정보와 엔진구동부의 구동 조건을 포함한 구동 상태정보를 통신망을 통해 전송하는 단말유니트와, 단말유니트로부터 통신망을 통해 전송된 작동상태정보를 데이터 베이스에 저장하는 관리서버를 구비한다. 이러한 천공기 원격 관리 시스템에 의하면, 현장에서 천공작업을 수행하는 천공기의 가동 상태정보를 수집하여 원격지의 관리서버로 제공함으로써, 가동상황을 원격지에서 실시간으로 모니터링이 가능하며, 구축된 데이버 베이스에 저장된 지반 종류에 대응되어 가동조건에 대한 변경을 가이드하여 줄 수 있는 장점을 제공한다.

Description

천공기 원격 관리 시스템{remote management wystem of excavator}

본 발명은 천공기 원격 관리 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 현장에 설치된 천공기의 가동정보를 원격에서 모니터링 할 수 있도록 된 천공기 원격 관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 천공기는 시추작업, 토질검사, 지하수 개발 등을 위하여 지상으로부터 지하로 뚫리는 심공을 굴착하는 장치이다.

천공기의 구조에 대해서는 대한민국 등록특허공보 제0624233호에 개시되어 있다.

이러한 천공기는 엔진 등의 구동장치가 구비된 본체와, 본체에 의해 지지되는 리더와, 리더상에서 슬라이딩되며 본체의 구동장치에 의해 승강 또는 회전력을 발생하는 헤드부와, 헤드부에 연결되어 헤드부에 의해 승강 또는 회전되는 로드와, 로드의 선단에 마련되어 로드와 함께 승강 또는 회전되며, 지반을 굴착하는 굴착유니트로 이루어져 있다.

굴착유니트는 지반을 타격하여 굴착하는 비트와, 비트에 타격력을 부여하도록 유압에 의해 작동되는 해머로 이루어져 있다. 그리고, 굴착유니트로의 유압의 전달은 로드에 별도의 유압라인이 설치되어 가능하게 된다.

이러한, 천공기는 굴착유니트의 비트가 회전 또는 지반을 타격하여 일정 깊이로 굴착하게 된다. 지반이 굴착되면서 굴착유니트와 로드는 지반내로 인입된다.

굴착유니트와 로드가 지반내로 인입된 깊이만큼 로드를 연결하여 로드의 길이를 연장하게 된다.

한편, 이러한 천공기는 사암층, 암반층, 연약지반 등 천공대상 지반의 종류에 따라 구동조건을 적절하게 변경하는 것이 바람직한데, 이에 대한 전문직식이 부족한 경우 원할한 작업수행을 하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 천공기의 현재 가동정보를 수집하고, 수집된 정보를 원격지에서 모니터링 및 작동조건을 가이드할 수 있는 천공기 원격 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 천공기 원격 관리 시스템은 본체에 지지되는 리더와, 상기 리더의 길이방향을 따라 이동하는 헤드부와, 상기 헤드부에 결합되어 상기 헤드부에 의해 이동하며 천공대상 지역을 천공하는 로드와, 상기 헤드부에 설치되어 상기 로드를 회전시키는 제1유압모터와, 상기 유압모터를 포함한 구동요소를 구동하는 엔진구동부를 구비하는 천공기와; 상기 제1유압모터에 의해 회전되는 상기 로드의 회전수와 회전토크 중 적어도 하나의 정보를 포함한 센싱 정보를 검출하는 센서부와; 상기 센서부에서 검출된 상기 센싱 정보를 수집하고, 수집된 상기 센싱정보와 상기 엔진구동부의 구동 조건을 포함한 구동 상태정보를 통신망을 통해 전송하는 단말유니트와; 상기 단말유니트로부터 상기 통신망을 통해 전송된 상기 작동상태정보를 데이터 베이스에 저장하는 관리서버;를 구비한다.

상기 센서부는 상기 제1유압모터에 의해 회전되는 상기 로드의 회전토크를 검출하는 토크센서와; 상기 로드의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출센서와; 상기 로드의 지면과의 접촉압력에 대응되는 압력정보를 검출하는 제1압력센서;를 구비한다.

또한, 상기 천공기는 중공을 갖는 상기 로드를 통해 물을 펌프의 가동에 의해 공급하는 물공급부;를 더 구비하고, 상기 센서부는 상기 로드를 통해 공급되는 물의 압력을 검출하는 제2압력센서;를 더 구비할 수 있다.

바람직하게는 상기 데이터 베이스에는 지반 종류별 구동조건에 대한 기준 데이터가 기록되어 있고, 상기 관리서버는 상기 단말유니트로부터 수신된 상기 작동상태정보를 상기 기준 데이터를 비교하여 지반 종류를 판단하고, 판단된 지반 종류에 대응되는 기준데이터에 의해 상기 천공기가 가동되도록 상기 단말 유니트에 판단된 지반종류에 대응되는 기준 데이터 정보를 제공하고, 상기 단말 유니트는 상기 관리서버로부터 제공된 기준데이터에 대응되게 상기 엔진구동부를 제어한다.

본 발명에 따른 천공기 원격 관리 시스템에 의하면, 현장에서 천공작업을 수행하는 천공기의 가동 상태정보를 수집하여 원격지의 관리서버로 제공함으로써, 가동상황을 원격지에서 실시간으로 모니터링이 가능하며, 구축된 데이버 베이스에 저장된 지반 종류에 대응되어 가동조건에 대한 변경을 가이드하여 줄 수 있는 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 천공기 원격 관리 시스템을 나타내 보인 블록도이고,
도 2는 도 1의 센서부가 설치된 천공기의 일 예를 나타내 보인 측면도이고,
도 3은 도 2의 관리서버의 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 천공기 원격 관리 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 천공기 원격 관리 시스템을 나타내 보인 블록도이고, 도 2는 도 1의 센서부가 설치된 천공기의 일 예를 나타내 보인 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 천공기 원격 관리 시스템(100)은 천공기(10), 센서부(120), 단말유니트(140), 관리서버(170)를 구비한다.

천공기(10)는 본체(11)에 지지되는 리더(12)와, 리더(12)의 길이방향을 따라 이동하는 헤드부(20)와, 헤드부(20)에 결합되어 헤드부(20)에 의해 이동하며 천공대상 지역을 천공하는 로드(30)와, 헤드부(20)에 설치되어 로드(30)를 회전시키는 제1유압모터(26)와, 제1유압모터(26)를 포함한 구동요소를 구동하는 엔진구동부(40)를 구비한다.

헤드부(20)에 설치된 제1유압모터(26)는 로드(30)와 결합되는 구동축(31)을 회전구동시킨다.

헤드부(20)는 리더(12)의 상하부에 설치된 제1 및 제2 스프라켓(21)(22)들과, 제1 및 제2스프라켓(21)(22)과 헤드부(20)의 승강프레임(27)에 결합된 체인(23)과, 리더(12)에 설치되어 제 1 및 제2스프로킷(21)(22)중 하나를 구동시키기 위한 제2유압모터(24)를 구비한다.

비트 유니트(50)는 로드(30)의 종단에 설치되어 있다.

여기서 비트 유니트(50)는 천공작업을 수행하기 위한 비트가 로드(30)의 종단에 결합되는 방식 이외에도 국내 등록특허 제10-0876450호에 개시된 워터햄머장치(미도시)가 내장된 구조 등 공지된 다양한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.

클램핑부(60)는 로드(30)들을 결합 및 분리하기 위하여 로드(30)를 파지 및 파지해제할 수 있도록 되어 있다.

물공급부(80)는 중공을 갖는 로드(30)를 통해 물을 펌프(P)의 가동에 의해 공급할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 물공급부(80)에 의해 공급된 물은 비트 유니트(50)에 의해 굴삭된 물질을 지면 위로 배출하는 용도 또는 워터 햄머장치 구동용으로 이용되도록 구축될 수 있다.

엔진 구동부(40)는 제1 및 제2유압모터(26)(24), 펌프(P)를 포함한 천공작업을 수행하기 위한 구동요소들을 단말유니트(140)의 제어부(141)에 제어되어 구동한다.

엔진 구동부(40)는 앞서 설명된 제1 및 제2유압모터(26)(24)를 포함한 구동요소에 유압을 엔진(13)의 회전구동에 의해 공급하도록 구축되어 있다.

이러한 천공기(10)의 상세 구조는 국내 등록특허 제10-0916667호 등 다양하게 게시되어 있어 더욱 상세한 설명은 생략한다.

센서부(120)는 제1유압모터(26)에 의해 회전되는 로드(30)의 회전속도 예를 들면 분당 회전수와 회전토크 중 적어도 하나의 정보를 포함한 센싱 정보를 검출하여 단말유니트(140)에 출력한다.

센서부(120)는 제1유압모터(26)에 의해 회전되는 로드(30)의 회전토크를 검출하는 토크센서(121)와, 로드(30)의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출센서(123), 로드(30)의 지면과의 접촉압력에 해당하는 압력을 검출하는 제1압력센서(125) 및 로드(30)를 통해 공급되는 물의 압력을 검출하는 제2압력센서(127)를 구비한다.

제1압력센서(125)는 엔진 구동부(40)에 의해 구동되는 제1유압모터(26)에 의해 로드(30)가 회전시 헤드부(20)가 지지되는 위치에서 로드(30)의 지면과의 접촉압력에 따라 제2유압모터(26)로 공급되는 유압의 압력을 검출하도록 설치될 수 있다. 이 경우 동일한 엔진 회전수에 의해 제1유압모터(26)로 공급되는 유압에 대해 로드(30)의 종단이 암반층에 접촉되는 경우보다 암반층보다 연약한 연약층에 접촉되는 경우 유압의 압력은 낮아지게 이러한 유압의 압력변화를 검출하면 로드(30)와 지면과의 접촉압력에 대응되는 압력을 검출할 수 있다.

제2압력센서(127)는 물공급부(80)로부터 로드(30)의 중공으로 공급되는 물의 압력을 검출하도록 설치된다.

단말 유니트(140)는 제어부(141), 조작부(143), 표시부(145), 통신부(147) 및 기억부(148)를 구비한다.

제어부(141)는 센서부(120)에서 검출되어 출력되는 센싱 정보를 수집하고, 수집된 센싱정보와 현재 엔진구동부(40)를 구동제어하는 엔진구동조건 정보를 함께 작동상태정보로서 기억부(148)에 저장하고, 수집된 작동상태 정보를 통신망(150)을 통해 관리서버(170)로 전송되게 통신부(147)를 제어한다.

여기서 제어부(141)는 일 예로서 엔진(13)을 1800rpm으로 구동하도록 설정된 경우 1800rpm으로 엔진이 구동되게 엔진구동부(40)를 제어하고, 이러한 엔진구동회전수 정보인 엔진구동조건 정보와 센싱정보를 함계 작동상태정보로서 관리서버(170)에 전송한다.

조작부(143)는 작업자가 작업조건 예를 들면 엔진을 1800rpm으로 가동되게 제어부(141)의 지원하에 설정하는 것 등 지원되는 기능을 설정할 수 있도록 구축될 수 있다.

표시부(145)는 제어부(141)에 제어되어 표시정보를 표시한다.

통신부(147)는 제어부(141)에 제어되어 관리서버(170)와 통신망(150)을 통해 무선통신을 수행한다.

여기서 통신망은 무선 및 유선 인터넷 통신망을 포함한다.

기억부(148)는 제어부(141)에 제어되어 기록대상 정보를 저장한다.

관리서버(170)는 통신 고유주소를 갖고 있으며, 단말유니트(140)로부터 통신망(150)을 통해 전송된 작동상태정보를 데이터 베이스(DB)(180)에 단말유니트(140)에 대응되는 식별정보로서 저장한다.

여기서, 데이터 베이스(180)에는 지반 종류 예를 들면, 진흙층, 자갈층, 암반층, 모래층 등과 같이 설정된 지반 종류에 대응되게 구동조건에 대한 기준 데이터가 기록되어 있다. 여기서 기준데이터는 엔진 회전수, 회전속도, 회전토크, 제1압력센서의 출력값에 해당하는 제1압력, 제2압력센서의 출력값에 해당하는 제2압력 등 센서부(120)에 적용되는 센서들에 대한 값 중 적어도 하나와 엔진 회전수에 대한 값을 기반으로 지반 종류에 따라 실험에 의해 산출된 최적 구동조건 값이 적용된다.

관리서버(170)는 단말유니트(140)로부터 수신된 작동상태정보를 기준 데이터와 비교하여 현재 수신된 엔진 회전수에 대응한 센싱정보로부터 지반 종류를 판단하고, 판단된 지반 종류에 대응되는 기준데이터에 의해 천공기(10)가 가동되도록 단말 유니트(140)에 기준 데이터 정보를 제공하고, 단말유니트(140)는 관리서버(170)로부터 제공된 기준데이터에 대응되게 엔진구동부(40)를 제어한다.

이러한 실시간 원격 모니터링 및 피드백 제어방식에 의하면 천공기(10)를 원격에서 최적상태로 가동할 수 있는 장점을 제공한다.

10: 천공기 120: 센서부
140: 단말유니트 170: 관리서버

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 본체에 지지되는 리더와, 상기 리더의 길이방향을 따라 이동하는 헤드부와, 상기 헤드부에 결합되어 상기 헤드부에 의해 이동하며 천공대상 지역을 천공하는 로드와, 상기 헤드부에 설치되어 상기 로드를 회전시키는 제1유압모터와, 상기 제1유압모터를 포함한 구동요소를 구동하는 엔진구동부를 구비하는 천공기와;
   상기 제1유압모터에 의해 회전되는 상기 로드의 회전수와 회전토크 중 적어도 하나의 정보를 포함한 센싱 정보를 검출하는 센서부와;
   상기 센서부에서 검출된 상기 센싱 정보를 수집하고, 수집된 상기 센싱정보와 상기 엔진구동부의 구동 조건을 포함한 구동 상태정보를 통신망을 통해 전송하는 단말유니트와;
   상기 단말유니트로부터 상기 통신망을 통해 전송된 상기 구동 상태정보를 데이터 베이스에 저장하는 관리서버;를 구비하고,
   상기 천공기는
   중공을 갖는 상기 로드를 통해 물을 펌프의 가동에 의해 공급하는 물공급부;를 구비하고,
   상기 센서부는
   상기 제1유압모터에 의해 회전되는 상기 로드의 회전토크를 검출하는 토크센서와;
   상기 로드의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출센서와;
   상기 로드의 지면과의 접촉압력에 대응되는 압력정보를 검출하는 제1압력센서와;
   상기 로드를 통해 공급되는 물의 압력을 검출하는 제2압력센서;를 구비하는 것을 특징으로 하는 천공기 원격 관리 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 데이터 베이스에는
   지반 종류별 구동조건에 대한 기준 데이터가 기록되어 있고, 상기 관리서버는 상기 단말유니트로부터 수신된 상기 구동 상태정보를 상기 기준 데이터를 비교하여 지반 종류를 판단하고, 판단된 지반 종류에 대응되는 기준데이터에 의해 상기 천공기가 가동되도록 상기 단말 유니트에 판단된 지반종류에 대응되는 기준 데이터 정보를 제공하고,
   상기 단말 유니트는 상기 관리서버로부터 제공된 기준데이터에 대응되게 상기 엔진구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 천공기 원격 관리 시스템.

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